天文学新概念精选(九篇)
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第1篇：天文学新概念范文
他揭示了，被人们忽略而又客观存在着的普遍规律
“宇宙及宇宙间的万事万物，因为力（泛指一切力）的作用而发生着联系，而联系即构成了网。因此，宇宙间不仅存在着万有引力，与此同时还共生着‘力网’，力网是被人们忽略的客观存在着的又一普遍规律，可以称之为‘力网定律’。”
刘合群，一位普通的天文学者，虽然还名不见经传，但他却发现了“宇宙间存在着力网”，并首次揭示了“力网定律”，提出开创性的宇宙“力网理论”以及令人耳目一新、具有突破性的原始创新医学理论。
“存在即力”――既是力学，也是哲学的全新概念
刘合群提出：“存在即力”，是对力的进一步认知，从而又打造哲学的新概念。他解释说，存在与力是不可分割的，即是说“但凡存在就有力发生，作用也就出现，联系（网）也就构成”。可见，存在、力、联系不可分割。“存在”二字泛指了宇宙万事万物的存在，因此，也就包含了宇宙间的一切力，其中也包含“心力”。而对网的本质认知是：联系即网。他给出的解释是：“力中有网，网中有力”，两者夹揉混然一体；力、网共生并共存，有力就有网，彼此无法剥离。
他说：力、网两字独立与“力网”两字相合，完全产生了不同的涵义，力网揭示了宇宙间客观存在着的又一自然规律，人们明了这一规律后，从此可以建立新的宇宙观―“宇宙力网观”从而完善我们的思维，在宇宙力网观下，可以对宇宙、天体、自然，以及人体与疾病进行新的观察，从而也会有新的发现，并产生新的认知。
为哲学“事物普遍联系性” 找到科学的充分理论根据
刘合群说，宇宙间的每点都离不开力作用，这种作用产生的联系构成了力网，因此，宇宙及宇宙间的万事万物皆以力网的形式或态式广泛分布并客观存在着。可见，“力网”理论，不仅揭示了联系的起因，而且为哲学的“事物普遍联系原理”，找到了科学的充分理论根据。
然而，“力网”为何一直没有被揭示出来？是因为人们在思考“力”时，没有想到网；在思考“网”时，没有想到力；力、网分而视之，也就难以发现力网的存在。刘合群说，你可以觉察不到力网的存在，但力网却在无形中制约着你，制约着整个宇宙！为此，刘合群主张建立“宇宙力网观”。在“宇宙力网观”下，我们观察宇宙、天体、自然乃至人体、细胞，万事万物俱在网中、网内。据此，他提出了“万物俱在网”的新概念。同时，又揭示出宇宙间的内稳机制；在此之前，曾经有外国科学家预言到宇宙间稳态机制的存在，但究竟在哪里？一直也是个谜，刘合群根据力网理论，对此进行了揭示，他说宇宙及宇宙间的万事万物所恪守的“牵连、牵制与制约”的规律，即是宇宙间的内稳机制。从而使宇宙保持着相对稳态。
当今医学研究存在着硕大空白，力网理论又使人目睹医学发展新天空
从天文学转而又进入到“人体科学”的研究，力网的观念和思维角度，使刘合群的探索走上了学科交叉之路，这也让他无法再局限于一门医学的认知，他打开了人体观察新视窗。当他目睹到医学研究陌生的天空时，他在无形中却开辟了医学的"新领域"，他凭着自己的直觉意识到，未来医学的发展研究必将在这里产生突破。
刘合群说，天体和人体的运动变化规律是相通的，由此看来，古人提出的“天人合一”思想，不仅是哲学上的认识，也具有科学上的内涵。他说：“从力网视角看，当今医学研究存在着硕大空白，其理论根据是，人体不仅具有生物性质、化学性质，更为重要的还应该具有物理的性质。这才是人体的整体性质，也是系统所在”。以往我们关注的只是生物化学的改变，这直接导致疾病的“物理成因”却逃离了人类的视野。
刘合群认为疾病生成的规律不同于传统认知。他认为，根据牛顿第二定律，力可以改变物体的运动状态，人体的运动状态依然由力来改变，力（指广义力）是改变状态的因（也包含心力），疾病生成的规律应为：作用（力）变化（态变）结果（变异）。从表述式可见，细胞、细菌、病毒的变异也只是一个变化的结果，属于症象范畴，还应该对“变异原因”作进一步探索。对“变异环境及变异土壤、条件”作进一步充分研究，使医学研究进入新的履程，走向新的阶段。真可谓带有里程碑意义的观点和见解。
第2篇：天文学新概念范文
关键词：自媒体 文学 传播 微信
自媒体并不是一个新概念，早在2003年，美国新闻学会媒体中心出版了由谢因・波曼和克里斯・威理斯联合的《We Media（自媒体）》研究报告。他们是这样定义的：“We Media是普通大众经由数字科技强化、与全球知识体系相连之后，提供并分享他们的真实看法、自身新闻的一种途径和即时传播方式。”[1]2009年微博的流行正式开启了自媒体时代，而微信则把自媒体的功能扩大化。在这个自媒体时代，微信以其信息的高速流通、图文结合、碎片化的文化背景为文学的发展找到了新的出口。
一.“节点共享”的即时互动下的全民狂欢
在数字媒介环境下，“节点”（Humannode）即“人”（human）和“节点”（node）的组合[2]，界定在互联网媒介环境下以人为传播主体的节点，是通过数字互动媒介接受和发送信息的媒介用户以及与用户捆绑在一起的一体化信息。
微信文学在大众传媒时代产生，不可避免的保有了大众文学的特征。高雅的传统文学在现代商品社会遭受了巨大冲击，人们曾一度怀疑艺术终结或文学已死。但是大众文化也有自己的审美趣味，也就是日常生活审美化。2012年4月，微信4.0版本，用户可以将文字、图片、视频在空间中，好友之间可以即时点赞、回复或者转发。用户结合现实场景进行改编，应用网络热词在其中表达情绪，没有诸如微博之类140字的限制，即时的发送，接收者同时可能是下一个发送者，发送者与接收者之间不再有绝对的身份区别，点赞和回复瞬间反馈到作者的个人空间，作者根据回复与之互动，微信文学就是以这样一种网状形式在微信平台上流行起来。
狂欢理论源自于巴赫金的《陀思妥耶夫斯基的诗学问题》。这种狂欢指的是取消了人与人之间等级关系的狂欢。人们语言混杂，方言、俚语、习惯语交织在一起，通过无所顾忌的笑达到一种全民的自由。而在自媒体微信文学中，体现了带有自由性的狂欢性。人们可以通过游戏、娱乐的语言释放压力，通过创造恶搞式形象放松自我。在这样开放式的背景下，人们可以摆脱压抑自由的书写文字，微信文学中常常出现一些新奇词汇表达，这就是微信文学狂欢化的表现。
诚然，文学需要新的文学形态为其注入鲜活力量，但微信文学的局限性可能带给文学发展的负面影响也是值得思考并努力改善的。微信文学文本的碎片化、内容的平面化凸显了消费时代大众的审美趣味不高的事实，表达了娱乐至死的诉求和狂欢化的生活方式。同时，微信文学的快速生产，削弱了文学原本应该具有的深度，作者在个人化自由写作中忽视了社会责任感。微信文学的良好发展需要融入更多的人文关怀，才能在自媒体的时代走得更远，否则只是激起人们一时的狂欢兴趣，在这样一个信息瞬息万变的时代并不能长久留存。
二.危机中的数字化选择
随着“快速点击阅读”时代的到来，手机、mp4、平板电脑等移动电子产品受到大众热捧，传统意义上的纸质媒体受到了巨大冲击，许多报刊杂志在自负盈亏中举步维艰。
许多文学类实体期刊纷纷登陆了微信平台，拓展了数字化之路的新视野。2013年11月《收获》发出了第一条面向微信订户的群发内容，这是继《小说月报》微信公众号上线之后，又一家“老字号”传统文学期刊在微信平台上发起了寻找读者的尝试。目前可以搜索到的文学类公众号有“读者”、“青年文摘”、“读者文摘”、“今天文学”、“青年文学”、“收获”、“小说月报”、“上海文学”等。纯文学的生存空间本来就不大，先天注定了它本身不能像通俗文学大众文学那样受到广泛关注。在市场经济的热潮中，文学类实体期刊注定成为昨日黄花。所幸的是，在自媒体时代，文学类实体期刊搭上了以微信为主要载体的数字化传播快车。
近年来，通过微博微信等自媒体平台迈入作者行列走向实体出版的案例越来越多，这一现象凸显了实体文学经久不衰的魅力。以微信为代表的自媒体未来的方向应该是，积极汲取传统文学媒介的有益特质，提高自身的文学品味，正确的处理好文学的审美与市场化大环境之间的关系，将传统文学文本具有的高品质有效融合到自媒体平台，才能达到更好的传播效果。
注 释
[1]邓新民：《自媒体：新媒体发展的最新阶段及其特点》，《探索》，2006年第2期，第135页。
第3篇：天文学新概念范文
关键词：概念转变；认识论；本体论；框架理论；多维课堂概念转变框架
1 引言
建构主义学习理论中，学习者原有的知识经验对学习新知识的重要性获得了普遍的认可。学习者的头脑并非空的容器，他们带着已有的概念走进课堂。这些概念往往与公认的科学概念相悖，并具顽固性，不易通过传统的教学方式消除，因而又被称为“前科学概念”(preconception)、“相异概念”(alternative conception)或“相异构想”(alternativeframework)。上世纪80年代随着建构主义思潮的兴起，心理与教育领域掀起了儿童相异概念研究的热潮。在明了儿童相异概念的状况后，研究者开始关注儿童相异概念向科学概念的转变，概念转变(conceptual change)研究起源于这一热潮。概念转变研究旨在揭示儿童错误概念及其转变的规律，是科学学习中的核心问题，也是国际研究的热点。20多年来，研究者从不同的背景和视角出发研究概念转变，形成各具特色的理论，出现多个理论争鸣的局面，使研究不断得以深化。本文拟对当前国际上主流的概念转变理论及其发展加以评介，并提出构建更具普适性的概念转变理论框架的设想。
2 主流的概念转变理论
2.1 基于认识论的概念转变模型
Posner等人借鉴了库恩、拉卡托斯等当代科学哲学家的思想，将学习者的概念转变与科学的发展相类比，包含“学习是探究”、“学生是科学家”的隐喻，提出了著名的基于认识论的概念转变模型(conceptual change model)。该模型对概念转变的界定是，核心、组织化的概念由一套概念系统转变为另一套不兼容概念系统的过程。概念转变有两种类型：一是“同化”(assimilation)，运用已有概念解释新现象；二是“顺应”(accommodation)，为成功地理解新现象进行核心概念的重构，是根本性的转变。实现顺应需要满足四个条件：首先，学习者对原有概念产生不满(dissatisfaction)；其次，新概念具有可理解性(intelligibilit)，学习者对新概念形成统一和谐的内部表征；再者，新概念具有合理性(plausibility)，学习者的其他知识或信念与新概念一致；最后，新概念具有有效性(fruitfulness)，学习者可运用新概念解释反例或引申新的探究方向。
同时，Posner等人认为概念并不是孤立的，而是有组织的系统，概念转变与概念所处的“环境”有关。他们将影响概念转变的因素形象地描述为“概念生态圈”(conceptual ecology)，具体包含五个方面：(1)反例，实验或观察的异常现象、异常结果；(2)类比和隐喻，使新概念变得可理解；(3)认识论信念，学生对知识性质、获得过程的认识，比如成功知识具有“经济、优雅、暂无反例”的标准；(4)形而上学的信念和观点，包括学生对科学本质的理解和学生对概念的元认识，比如相对时空观是学生理解狭义相对论时间概念的元认识；(5)其他知识，比如竞争的概念。
基于认识论的模型创造性地以学习者对两套竞争概念的认识与评判来描述概念转变的过程，为研究者提供了有益的研究思路，成为后续众多研究者概念转变研究的理论框架。但该模型也遭到了一定的批评，如Dreyfus的研究发现，学生态度积极、有较高责任感很重要，漠不关心的学生很难产生认知冲突。1992年，Posner等人针对批评对原模型做了修订，承认学习环境中社会与动机因素的积极作用，拓宽了“概念生态圈”的内容。概念转变模型所需满足的第一个条件“对原有概念产生不满”也引出激发认知冲突(cognitive conflict)的策略，成为研究者和教育者广泛采用的概念转变策略之一。Lim6n对认知冲突作为教学策略的研究进行了批判性评介，提出“有意义认知冲突”(meaningfulcognitive conflict)的概念并探讨了学习动机、态度、策略等因素的影响。Lee等人开发了包含“识别异常”、“兴趣”、“焦虑”及“对认知冲突情境再评估”四个维度的认知冲突评价量表。Anat等人探查了认知冲突与直接教学对不同学术能力学生所产生的影响，该研究发现学生学术能力与教学策略具有显著的交互作用，学术能力高的学生更适应认知冲突方式，而学术能力低的学生则更倾向于从直接教学中获益。这些研究为认知冲突作为概念转变策略提供了有益的启示。
2.2 基于本体论的概念转变理论
Chi等人提出了基于本体论的概念转变理论。该理论认为：在认识论层面，世界上的实体可归属为三个基本的本体论类别“物质”(matter)、“过程”(processes)和“心理状态”(mental states)，每一个基本类别下又有若干的子类别，层层散开，构成三颗“本体论树”(ontological categories trees，见图1)；在形而上学层面，许多科学概念属于“过程”类别下“基于条件的相互作用”的子类别；在心理层面，学习者倾向于将这些科学概念归为“物质”类别。正是在不同层面上本体论类别的差异，尤其是形而上学层面与心理层面分类的不一致，导致学习者概念的错误。当学习者将概念正确地归入其所应从属的类别时，概念转变即可实现。基于本体论的概念转变也有两类：同一本体论类别下子类别之间的转换，称为“枝节转移”(branch jumping)；不同本体论类别之间的转换，比如从“物质”类别转移到“过程”类别，称为“主干变换”(tree switching)，前者较易实现，后者较难达成”。
形而上学层面与心理层面分类的不一致将导致错误概念，这是因为当学习者在心理层面将原本属于“过程”类别的概念划分到“物质”类别时，会把“物质”类别的特征附加其上，比如，科学的电流概念指自由电子在电场力作用下定向移动，属于“过程”类别，但学习者在心理层面将它归为“流体”类别，就会把水流的特征附加到电流上――能够被储藏“电池中含有电流”、具有流动性“从电池流向灯泡”、被消耗“点亮灯泡电流被消耗”，形成错误的理解。研究者可以通过学习者的言语表达判断他们对概念本体论类别的划分，比如“物质”类别主要包括“阻碍”、“包含”、“消耗”、“吸收”、
“提供”等言语特征，而“过程”类别主要包括“转移”、“激发”、“作用”、“平衡”等言语特征。为检验基于本体论的概念转变理论，Sollta和Chi还开展了实验研究，该研究发现在经历了包含本体论信息的计算机模块学习后，无论是面对言语解释还是定性的问题解决，实验组对电流概念的理解均比控制组更深入。
基于本体论的概念转变理论对概念转变的促进包含两方面的启示。首先，课程、教材和教师应关注学生的本体论信念，比如，教材应明确提出“过程”类别，让学生清晰地意识到许多科学概念属于“过程”类别下“基于条件的相互作用”子类别；其次，教师应注意教学语言，避免使教学语言强化了学生错误的概念分类，比如，教师在电流概念教学中常常用水流比喻电流，虽然这样的类比能使电流形象化，但很可能会促使学生用流体的特征理解电流，因此在教学中教师用水流比喻电流应谨慎。
2.3 基于朴素理论的概念转变理论
Vosniadou基于发展心理学对婴儿朴素理论研究的成果，从框架理论的角度对概念转变加以阐释。该理论认为，概念根植于对它们起约束作用的更大的理论结构中，理论结构包括框架理论(Fameworktheory)和具体理论(specific theory)。框架理论包含本体论和认识论的前提，从婴儿期的朴素理论发展而来；具体理论包含信念(beliefs)与心理模型(mental models)，受框架理论的约束在特定的问题情境中生成，具有动态性。当学习者在包含错误的本体论和认识论前提的框架理论下吸收新的信息，将会导致错误的概念。因此，概念转变与理论结构的拓展和变化有关，分为两类：一是“丰富”(enrichment)，在原有的理论结构下吸收新信息；二是“修正”(revision)，理论结构的转变。具体理论较易改变，框架理论则较难改变。
Vosniadou等人深入研究幼儿园到初中三年级的学生如何理解物理学中力的概念，发现：学生对力的理解包含两种本体论和认识论信念，即“力是物体内部固有的属性”和“力是运动物体获得的属性”。学生在框架理论的约束下会生成具体理论用于解决特定的问题，比如，学生在“力是物体固有属性”这一框架理论的影响下，吸收了包括观察和社会学习在内的外来信息“物体有大小轻重”、“某些物体能推拉或阻碍其他物体”，调和成“力是大的或重的物体具有的属性”的心理模型，用于解释访谈中面临的问题情景(理论结构见图2)。Vosniadou等人还对学生如何理解天文学中的地球概念进行了研究，该研究发现：学生通常具有“空间有上下之分”、“没有支撑的物体会下落”的本体论和认识论信念，在这一框架理论的影响下，学生形成了“圆盘地球”、“中空地球”等关于地球形状的心理模型，而且这一现象存在跨文化的相似性。
基于框架理论的概念转变理论认为，学生错误的心理模型可以被放弃，但背后的本体论和认识论信念却很难被抛弃，因为它一般不为学习者所意识和检验。因此，概念转变需要促进学生的元概念意识(metaconceptual awareness)，需要促进学习者对理论结构尤其是框架理论的意识和反思。同时，该理论认为仅仅挑战学生的错误概念或错误心理模型并不能达到完满的概念转变，因为错误的根源在于概念背后起约束作用的框架理论，它从婴儿朴素理论发展而来具有一定的牢固性，所以挑战这些认识论和本体论前提才能引发根本的概念转变。
3 概念转变理论的发展
3.1 基于认识论概念转变模型的发展
Hewson等人在Posner基于认识论概念转变模型的基础上，提出了“概念状态”的概念，采用外祁、可观测的“概念状态”作为标识描述学习者内部“看不见”的概念转变过程。他们以“可理解性”、“合理性”和“有效性”作为概念状态的标识，认为概念的可理解性是低状态，合理性处于中间状态，有效性是最高状态，概念转变的过程就是新概念状态不断提升、原有概念状态不断下降的过程。Thorley给出了判断概念状态的操作性指标，形成了一套诊断学习者概念状态的工具，为概念转变研究引入了新的方法和思路。研究者可以通过观察、访谈或问卷调查的形式获取有关信息，诊断学生概念所处的状态，以学习者学习生物学的基因概念为例：新概念处于可理解性状态，指能够运用“类比或比喻”、“图画”、“举例”或“言语符号”等多种形式和谐地表征新概念，比如，学习者采用文字或图画的形式表征基因概念；合理性状态，指能够将新概念纳入了自己的认知结构，新概念是“似是而非”、“使人信服”的，与实验观察的数据、过去经验、自身的本体论和认识论以及其他知识具有良好的一致性，比如，学习者将基因概念与过去经验相联系“以前我并不明白这是怎么回事，但现在我懂得人能否卷起舌头与遗传基因有关”、将基因划分到“过程”类别同时能理解基因具有蛋白质合成的特征；有效性状态，指能够知晓新概念的适用性、预期新概念未来应用的前景、明确评价两个竞争的概念，是概念所处的最高状态，比如，学习者知道什么是转基因食品、能预期未来基因研究将有助于人类疾病的治疗。当新概念从“可理解性”至“有效性”状态不断上升、原有概念从“有效性”至“可理解性”状态逐步下降时，学习者的概念就发生了转变。
3.2 超越“冷”的概念转变
Pintrich等人认为，过于强调认知因素而忽略学习者动机、情感的‘冷’的概念转变理论只能解释来自实验室的研究结论，不足以阐释真实课堂中发生的概念转变。在科学课堂上，学生的学习与科学家的探究是有差别的，科学家的探究以目标为导向，而学生的学习可能是盲目的，当学生不具有掌握取向的动机时，很难对原有概念产生不满并看到新概念的可理解性和合理性。由此，Pintrich提出要超越“冷”的概念转变，将学习者的动机与课堂情境因素纳入概念转变的研究中，动机因素包含目标、价值、自我效能感和控制信念，在概念转变中是潜在的中介变量，课堂情境因素包含任务结构、课堂权威和评价方式，在动机与概念转变之间起调节作用。2003年，Pintrich等人进而提出“有目标的概念转变”(intentional conceptual change)，其特征为：以概念转变为导向、包含学习者的元认知意识与监控、内部动机、意志控制和自我调节等非智力因素的参与。Chambers等人的研究发现，学生最初的兴趣水平、知识经验对电流概念转变中的性别差异具有调节作用。Beeth、Vosniadou等人对课堂情境影响概念转变加以研究，发现：课堂中，认知任务以问题为导向、教师鼓励学生主动控制学习积极做出预测并检验假设、师生交流民主平等、学生敢于表达和争辩、提倡小组合作、评价以促进和发展为宗旨，概念转变就有可能发生。
3.3 多维课堂概念转变框架
Treagust等人提出“多维课堂概念转变框架”(multidimensional framework for conceptual changein classroom)，试图对主流的概念转变理论加以整合。多维课堂概念转变框架包含认识论、本体论和社会／情感三个维度，每个维度构成三角形的一条边，三个维度相互交叉(如图3所示)。为了检验该概念转变理论框架，Treagust等人对澳大利亚的高一学生在生物课堂中学习基因概念的过程加以研究，收集了课堂教学实录、教学中学生的工作单、教学前后考查学生概念理解的开放问卷以及教学后部分学生的访谈录音等多项数据，发现：无论是认识论、本体论还是社会／情感因素，单维度的理论均无法完满地解释课堂中发生的概念转变，它们从不同角度部分地解释了课堂中的概念转变：从本体论的角度，教学前学生倾向于将基因归入“物质”类别，教学后学生将基因归入“物质”类别的比例从70％下降到44％、归入“过程”类别的比例从11％增加到47％；从认识论的角度，教学后不同的学生基因概念达到不同的状态，少部分学生能运用基因概念解决问题达到了有效性状态，另一些学生则只能达到合理性状态；从社会情感的角度，由于与自身密切相关，学生对基因概念的学习具有积极的态度，但教师布置的认知任务没能促进学生的基因概念达到有效性状态，这为多维课堂概念转变框架提供了实证依据。
4 现有理论评价
研究者从不同的背景和视角提出的概念转变理论具有各自的优势与局限，对现有理论加以评析有助于今后概念转变理论的深化与发展。基于认识论的概念转变模型优势在于：包含“学习是探究”、“学生是科学家”的隐喻并以“概念生态圈”形象地描述概念转变的环境，这对学生科学素养的培养与现代课程改革所倡导的科学探究式学习具有重要意义；模型提出顺应需满足的四个条件以及后来Hewson等人发展的概念状态操作性指标，都是研究者可以直接采用的诊断工具。然而，基于认识论的模型其局限也很明显：模型描述的是两套不相容的概念系统相互竞争的过程而非转变的因果机制，虽然Posner等人提出了包括反例、认识论信念、形而上学观念等因素在内的“概念生态圈”以描述概念转变过程可能受到的影响，但“概念生态圈”内容不断扩大，没有指出核心的影响因素，也没有阐明各影响因素之间的相互关系。
基于本体论的概念转变理论其优势在于：指出了学习者错误概念的成因、对一些基本的如力、热、电、声、基因等科学概念的转变具有一定的解释力，与科学概念的发展具有某种程度的相似性。其局限在于：某些跨类别的概念，比如光具有“波粒二像性”使其既可划分为“物质”类别，又可纳入“过程”类别，运用本体论很难解释；同时，有研究发现，即使学习者对概念进行正确归类也无法达到完满的转变，概念转变更可能是一个缓慢的、多层次的变化过程，并非学习者把概念正确归入其所属的本体论类别即可达成。
基于朴素理论的概念转变理论也指出了学习者形成错误概念的原因以及转变的困难何在，它与发展心理学研究成果紧密结合，体现了生成性学习双向建构的机制，对相同的外部信息输入不同的学习者获得不同的建构结果这一普遍的现象具有解释力。其局限在于：学习者内部的框架理论是研究者通过学习者的心理模型做出的一种推测，不同的研究者可能推测出有差异的结果，而这些结果之间很难进行比较。
多维课堂概念转变框架旨在把不同的概念转变理论加以整合，具有基于真实课堂概念转变过程的实证依据，但目前整合的框架过于简单粗略，三个维度之间的具体关系也有待确定。
5 问题与展望
第4篇：天文学新概念范文
关键词：物理学；知识经济；经典力学；工业革命；量子力学
在人类文明发展的进程中，物理学的每一次重大突破都带动了科学技术的腾飞和社会经济的变革。以科学技术为主要内容的“知识”改变着社会经济的性质、特征和运行方式，给人类社会带来了全面而深刻的影响。
一、从物理学发展理解经济变革的根源
1、在农业经济时代，土地是经济发展最重要的资源。生产组织形式是自发的家庭生产方式，人类长期维持着经验积累和简单再生产，社会财富的增加相当缓慢。分配的主要依据是土地，拥有土地就拥有了财富和分配权，占有全部的剩余劳动成果。土地终极所有权掌握在皇帝手中，从而形成国家集权中轴支撑着社会。
科学巨匠牛顿，在哥白尼、伽利略、开普勒的基础上，通过对天文学定律和力学实验规律的高度概括总结，把物体的运动规律归结为牛顿运动三定律和万有引力定律。经典力学的成就，使机器发明成为可能，为首次工业革命提供了理论和技术支持。随着蒸汽机的发明和使用，带来了机器制造、交通运输、矿山开采等产业的迅速发展，从而引起了从手工劳动向动力机器生产的飞跃，迎来了人类社会发展史上的新纪元。
2、工业经济时代，机器、设备和原料是经济发展最重要的资源。其主要特征是资本积累和扩大再生产，社会财富得以快速的增加，生产规模得到迅速扩大，然而最终却导致了经济危机。资本成为主要的分配依据，凭借着资本的大小，来瓜分社会财富和剩余劳动成果。机器大工业形成有组织的公司企业，资本被控制在资本家手中，公司企业就成为社会的中轴。
在奥斯特、法拉第的基础上，麦克斯韦把神秘、抽象的电磁规律以数学方程完美地表示出来，从而形成了电磁场理论，同时预言了电磁波的存在。电磁场理论和实验的巨大成就导致了电机、电灯、电报的发明和使用并引发了第二次工业革命。从此，人类全面进入了以机器大工业和社会化大生产为重要标志的工业经济时代。
3、知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济。在知识经济时代，知识将成为经济发展最重要的资源，信息成为重要的商品和竞争要素。具有经济发展可持续化、资产投入无形化、世界经济一体化、经济决策知识化等特点。知识型和科技型的劳动者，在社会生产中的作用日益增强，成为企业和经济发展的关键，直接决定着企业的竞争能力和最终命运。
二、以物理学概念思考知识经济的内涵
1、随着信息技术的不断发展，计算机日趋微型化，因特网使传递信息所需的时间节省了百万倍，空间概念更是几近消失。真可谓：“千里缩银屏，数载化瞬息”。如果把信息视作物质，那么在相对高速地传递信息过程中，爱因斯坦相对论的“尺缩”和“钟慢”效应会有什么体现呢？
知识经济带来了商业、金融、教育和文化娱乐的全球化，企事业单位在空间的分布状态呈“无形化”和“分散性”。产品的开发与经营周期大为缩短，实现了所谓“实时运作经济”。时间的“滞后效应”被引起重视，可持续发展问题变得极为突出。
2、物理学又是一门实验科学，它的每一个原理和定律，都是在系统观察和科学实验的基础上建立起来的，并且随观察和实验水平的提高不断完善和修正甚至被否定。如人们对光的认识就经历了由粒子――波动――波粒二象性的曲折过程。量子理论认为一个电子究竟是粒子还是波？这要取决于选择的实验条件。这种不同寻常的作用对客观实在的影响，在知识经济中会有什么表现呢？
知识经济对决策的基本要求是科学化、民主化、系统化和程序化。科学化就是要在决策中全面地应用知识。程序化就是把决策的过程分为准备谋划、抉择、控制与修正四个阶段，每个阶段又有若干步骤，它们是与观察和实验紧密联系的。如准备阶段中有关信息的收集和处理，谋划时的预测或可行性研究都离不开观察和调查；控制与修正阶段的实施离不开实践和检验。
3、纵观物理学的发展历史，从经典力学、电磁场理论到相对论、量子力学以及宇宙大爆炸、量子信息、统一场论等，展现在我们眼前的是一部充满生机的探索和创新史。面对经济全球化和日趋激烈的国际竞争，我们如何运用物理学的探索和创新精神面对知识经济的挑战？
探索和创新是物理学的灵魂，同样也是知识经济的灵魂。知识经济提出经济创新概念，即5个新：引入一种新产品，采用一种新的生产方法，开辟一个新的市场，获得一种新的原料来源，实行一种新的企业组织形式。
综上所述，物理学作为自然科学的基础学科和带头学科，不仅为自然科学、工程技术提供了理论基础和实验技术，而且在社会经济发展中发挥着极其重要的作用。浏览人类社会由农业经济、工业经济到知识经济发展的历史，不难看到物理学在其中扮演的角色。
作者单位：枣庄学院
参考文献:
第5篇：天文学新概念范文
关键词：中学化学 新课程 化学教学
随着我国新课程改革的逐步推行，当代中学教师对新课程、新教材都有意识地进行深入研究，以便随着社会的不断进步培养出新一代高素质的人才。化学在推动社会生产与科技发展和提高国立的竞争方面有着不可替代的作用。
1.现代化学的地位和作用。
化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的一门自然科学。世界是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。化学是重要的基础科学之一，在与物理学、生物学、天文学等学科的相互渗透中，不仅本身得到了迅速的发展，同时也推动了其他学科和技术的发展。化学的重大成就，还丰富了自然辩证法的内容，推动了唯物主义哲学思想的发展。
化学在人类社会的发展中起着核心科学的作用。它为人类进步提供物质基础。化学还在相关学科的发展中起了牵头作用：它牵动其它学科向分子层次发展；化学研究带动其它学科的过程研究；化学研究带动了材料科学的发展； 化学实验方法学推动其它学科在分子层次上观察和测定物质的变化过程。
可以说化学源自生活又深刻影响人类生活，化学与生活息息相关，中学化学教材中包含着丰富的社会生活常识的教育内容，在新课程中体现更为突出。
2.新教材（人教版）中学化学中的生活内容及要求
我国《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“改变课程内容‘难、繁、偏、旧’和过于注重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能。 ” 课程内容的这一转变，力争反映现代科技发展的新成果，使课程具有时代精神。此外，不再单纯以学科为中心组织教学内容，不再刻意追求学科体系的严密性、完整性、逻辑性，注重与学生的经验结合在一起，使新知识、新概念的形成建立在学生现实生活的基础之上。课程内容切实反映学生生活经验，努力体现时代特点，将会有效地改变学生学习生活和现实世界相脱节的状况，极大地调动学生学习的积极性和主动性。新课程的核心是强调培养科学素养，这与当今世界科学教育发展的主流趋向是吻合的。而学生科学素养的培养又离不开人类的日常生活。
3.义务教育课程中的生活化学部分
义务教育新课程的理念中提到：“注意从学生已有的经验出发，让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。”新课程已经注意到了培养学生用化学的眼光来分析生活中的常见问题，这也与新世纪世界各国提高公民素养的主流相一致。
《义务教育化学课程的内容标准包括5个一级主题，分别为：①科学探究，②身边的化学物质，③物质构成的奥秘，④物质的化学变化，⑤化学与社会发展。这些内容在新教材以下单元中均不同程度地渗透和体现了生活化学：第二单元我们周围的空气；第三单元自然界的水；第六单元碳和碳的化合物；第七单元燃料及其利用；第八单元金属和金属材料；第九单元溶液；第十单元酸和碱；第十一单元盐 化肥；第十二单元化学与生活也就是说，义务教育中生活化学部分将近占整体十二个单元的3/4 。
新教材注重从学生熟悉的日常生活和社会现实中选取素材，如“空气质量预报”、 “水污染” 、“用洗涤剂洗餐具”、“防毒面具”、“扑灭火灾”、“海水制盐”、“农作物生长必需的化学元素”、“照相底片的感光”、 “西气东输工程” “水污染”等，这样不仅拓展了学生的知识面，还使学生意识到我们的生活中处处有化学，促使学生逐步用化学的眼观看待和解决生活中遇到的相关问题。
初中学生学习的知识和接触社会的机会有限，因而通过实验来了解化学在实际中的作用是一条很好的途径。新教材中的实验素材的选取都比较贴近生活。如“呼入与呼出气体成分是否相同的探究”“水的净化”“硬水和软水的区分”、“模拟酸雨的危害”、“乳化作用的应用”、“测定身边物质的pH”、“溶液酸碱性对头发的影响”等。另外，实验的生活化还体现在实验用品上，使用一些生活中的物品，如在粉尘爆炸实验中利用金属易拉罐和小眼药瓶，测pH选择生活中的一些物质等，这样能启发教师在实验条件较差和经费较少的情况下，利用现有的材料安排实验，也能启发学生在生活中随时利用生活中的物品进行一些简单的实验探索，同时培养学生的节约意识。
新教材总体而言很好，教师如果能够深刻体会新课程的基本理念，并有意识地在教学中渗透，则十分有利于培养和提高学生的科学素养。学生在学习过程中进行一定程度的科学探究，不仅使所学知识掌握得更加牢固，而且能掌握科学探究的方法，提高自身的探究创造能力，使学生终身受益，为他们今后的发展带来深远的影响。
教材不是教师要教的全部，也没有十全十美的教材，学生会接触到很多与化学有关的生活问题，教材并不能完全帮助学生解决，这就要求教师在教学中要注意联系实际，帮助指导学生运用各种手段拓宽视野，开阔思路，综合运用化学及其他相关学科的知识分析解决有关问题。教师应充分关注现代化学科学的发展，关注化学应用的具体事例，关注发生在身边的一些与化学有关的现象，在教学过程中随时补充一些鲜活生动的事例，以使学生真正认识到化学与生活、与社会的关系，才能进一步提高学生的科学素养，着眼于学生未来的发展，体现时代性、基础性和选择性，为社会培养合格的公民。
参考文献：
1.王夔 未来化学学科的发展趋势 《世界科技研究与发展》，2001年第23卷第1期
2.《基础教育课程改革纲要（试行）》
第6篇：天文学新概念范文
时间过的真快，一晃眼我现在的身份又转换回了学生。记得刚进实习学校的那个星期一，我们计划在下午跟同学见面做自我介绍，但由于旅途太远错过了，就推迟到晚上自习课上，当我在学生们热烈的掌声中走上讲台时，我真的有种无法预言的激动，那种感觉我想已经在我心底留下了深深的烙印。看着那充满笑容的可爱的脸庞，我一下子用开心的语气大声流利的为自己做了个漂亮的自我介绍，因为我不想让他们失望，这让我为自己开了个好头，是个很好的实习状态。一个多月的时间匆匆而过，还来不及看清楚，就又将远去，回想一个多月与学生们生活在一起，有太多的体验，太多的苦涩中却透着甜意，将近一个多月的实习班主任工作的经历虽然很短，但让我越来越深切地感受到班主任工作的重要、深奥，它不只是一项工作，更是一门艺术。我想我是一个幸福的人，因为我两手空空而来，却带走了无数美好的回忆和宝贵的经验：是第一次走上讲台的激动，是第一次被称呼为老师的甜蜜，是第一次跟学生眼神交流的回忆，以及对自己实习生活的思考。所有的这些，对于第一次登上讲台的我来说，是如此的珍贵与难得，我感受到了，作为一名人民教师的光荣与艰辛。
实习期间，我担任了贵港民中高一 (11)班的语文任课老师。在教学上，坚持以"学生为主体，教师为主导"的原则，结合"新课标"、考试大纲和实习学校的情况，认真研读教材，全面、仔细地查阅各种相关资料。研究本班学生的实际情况，确定较为适宜的教法，认真备课，认真准备每一节课的教案，精心准备好每一节课，并以最大的热情去上每一节课，课后虚心听取指导老师的意见和学生的反馈信息，再运用到具体的教学实践中去，从而进一步完善自己的教学工作。课后认真批改作业，比较顺利地完成了所有的教学任务。准备是充分的，但实际的教学情况是我们不能预料到的，例如：在教学是学生的反应与课堂突发状况是很难提前把握的，因此在准备上课之前，一定要把课文掌握透，知识点不要落下。
当我对贯穿于新的新课标中的语文教学思想有了进一步的认识，更坚定了语文学科是一个既具有工具性又具有人文性的学科的认识，对第一次使用的新教材也能较好的把握和处理了。
较为满意的几点
一、在写作教学方面，将课堂作文和课下周记结合起来处理，既完成了教材规定的写作教学任务，又在某种程度上弥补了本册教材课文教学与写作训练脱节的不足，学生的写作水平较过去都有了一定的提高，写出了不少有思想、有情感、有文采的好文章。
二、在处理新教材的课文教学方面，充分认识到了本册课本以文学鉴赏为主要教学任务的特点，为配合教学，为学生作了"诗歌鉴赏"和"散文鉴赏"两个方面的指导，取得了很好的效果。
三、组织了语文综合性学习活动，即是诗歌朗诵比赛。活动都受到了学生的欢迎。在诗歌朗诵比赛上，学生踊跃上台，深情朗诵自己精选的诗歌作品，所有的人都沉浸在诗歌的迷人境界中。在诗歌背诵比赛中，学生们将"课下十年功"展示于"课上的一分钟"中，让诗歌内化为自己的精神以后，又外现为一种气质。
四、按照新课标有关课外阅读的要求，较有效地组织了学生的课外阅读活动。我不断地把大纲推荐的阅读篇目介绍给学生，要求他们制定可行的读书计划，利用零碎时间读名著，并通过考试的形式检查他们的阅读情况。
不足的几点
一、在学生习作的讲评方面做得还很不够，客观原因是时间少，主观原因是自己的重视程度不够，没有挤出时间来完成好这一项很有意义的工作。
二、对学生的课后作业检查的力度还不够，使得一部分学生没有按时保质保量地完成作业，在月考的考试中就表露出来了。
三、自己常想得过且过，对新事物(如计算机知识和操作、新教材中的诗歌背诵、新概念作文等)有些不以为意了。
四、忽略了学生对语文学习的兴趣，上课时没注意学生知识的水平有限以及思维方式单一的特点，把一些难理解的段落分析过细，让学生没真正理解意中意。
而在班主任工作方面，我也尽心尽力地完成。班主任工作是有目的、有组织的教育实践活动，需要有计划、有步骤地进行。班主任工作实习，尤其特殊。我们面对的是几十个认知力有差距、，智力水平有区别、个性不同、健康状况不一的学生，情况十分复杂，工作显得有点难度。为了保证学生健康成长，做到学校、社会、家庭三方面教育的协调一致。班主任工作计划显得尤为重要，班主任应该充分考虑，才能更好的安排教学。作为实习班主任的特殊性，更加应该做好实习计划，努力配合好原班主任老师的工作，一起来建设班级的学风、班风，做好学生的思想工作，提高学生的学习积极性和充实学生的业余生活。
俗话说："身教重于言教。"老师的外在行为表现对学生具有一种榜样和示范的作用，会对学生产生潜移默化的影响。高中学生的生理、心理及综合素质趋于成熟，思维活跃，情感丰富，对身边发生的事情具有了自己一定的判断能力，也有了自己一定的看法。在高一(11)班班主任雷老师的帮助带领下，我在班中教好自己语文课的同时，无论是在穿着打扮方面，还是在言行方面，无论是在教学能力方面，还是在个人修养方面都非常注重自己在班中的表现，时时以一名正式班主任的身份要求自己，在班中得到了学生的认可与支持。只有尊重自己、为人师表的老师，才能从学生那里得到爱戴与尊重，在班中建立起学生对自己的威信，这是班主任工作的基础。
为了对同学们增进了解，我抓住一切可能的机会和他们接触，在每天上课间操时，我坚持跟操，了解他们的情况;在每次同学们进行班内、校内劳动时，我积极与同学们一起劳动，增加与他们每个人接触的机会;在每次学校举行大型活动时，我积极配合班主任参与组织与筹备，与同学们共同协商，做好本班工作。通过以上方法，我逐步了解了班内每一个学生，为做好班级辅助管理工作做好了准备。
在班主任工作中，我体会到转化后进生与培养优等生同样重要，对后进生我们只要关心、爱护他们，做深入细致的工作，因势利导，循循善诱，让他们感受到集体的温暖，老师的关心，使他们有亲切感、安全感、信任感。
第7篇：天文学新概念范文
育。数学教育是对数学教材进行教学法的加工，使学生更容易理解和掌握数学的内容、思想和方法的教育活动。教育数学是为了数学教育的需要，对数学家的研究成果进行再创造，改进数学的体系和表述形式，使它更加适合于教学，其本质是一种对数学的再创造活动。
! 数学教育与教育数学的关系
数学教育要解决的问题：一是教什么？二是怎
样教？三是为什么这样教？教什么的问题是一个课程问题，而课程内容是课程的核心要素，课程内容是国家课程目标从人类的经验体系中选择出来，并按照一定的逻辑顺序组织编排而成的知识和经验体系［%］
。课程内容的基本要素是知识。人类科学文
化知识是课程内容选择的直接来源。科学文化知识的发展速度制约着课程内容更新的速度。数学作为人类教育的主要课程之一，它的内容来源同样是人类已有的数学知识，亦即数学教育靠数学提供材料。
然而，人类的知识总量增长一倍的时间周期大大缩短：%E 世纪需要%H" 年；%D 世纪需要H" 年；!" 世纪$" 年代需要$" 年；!" 世纪 H" 年代需要 %" 年。知识无论在内容和形式或者是数量和质量的发展速度都达到了令人吃惊的速度，仅!" 世纪A" I#" 年代，人类新发明的科学技术就远远超过前! """ 年的总和。数学的发展也不例外，世界上有数以万计的数学家，在几百个不同的数学分支里开掘，不断地诞生出新概念、新定理、新猜想、新方法、新问题，人们不可能在有限的生命历程穷尽对他们的学习，更何况它们中只会有少部分会受到同行专家的青睐，被写入专著，成为大家学习钻研的基本参考资料［%］。它
们中极少极少的部分，由于其基础性和重要性，才能进入课堂，成为各学段的课程内容。然而，即便是这些内容也不能直接被作为课程内容，因为数学家在发表自己的研究成果时呈现出来的是一种经过严密地演绎和逻辑推理的形式化结果，掩盖了发现和证明时所经历的繁复曲折的思考。如果不进行从原始文献到能够引领初学者跨越科学门槛的教程，只是进行教学法上的加工是远不能达到教育目的的。像欧几里得《几何原本》中的许多内容，在此之前就有了，是欧几里得对古希腊几何研究的成果进行数学上的再创造，如同用一根线将散落着的珍珠串了起来，使这些知识至今还在人们的头脑中发挥着作用。
再如柯西，他对牛顿和莱布尼兹之后积累了!"" 年的微积分研究成果进行了再创造的研究，写出了迈向严密的微积分王国的《分析教程》。还有，代表我国古代数学研究成就的《九章算术》，它本身是对中国秦汉以前数学成就的总结，又影响着后世的数学研究和创造，特别是刘徽的《九章算术注》，更可以看成是对前人研究成果的再创造。以上这些实例告诉我们，要想实现数学教育的目的，首先应将数学家的研究成果进行再创造，把原生态的数学变成教育数学，才能使这些数学成为代代相传的真知。
! 数学发展史与数学教育
中国是世界数学的发祥地之一。早在公元! 世
纪，“算经十书”就被我国古代的数学家完成，并成为长达近" ### 年的算学教材。翻开中华民族的文明史册，数学教育史与数学发展史之间互动的关系便清晰可见，数学教育在数学的产生、积淀和创新的过程中发挥了巨大的传承作用，数学的发展又促进了数学教育这种传承作用的发挥。《前汉书》即有：
“伏羲画八卦自数起”。从殷墟出土的甲骨片上看，当时就有了完善的十进制记数法，可以推断商朝已经开始传授和学习十进位值制记数法了。到了西周正式提出以“礼、乐、射、御、数、书”为内容的“六艺”
教育。艺者，技艺，把数学当作一种技艺来传授。因此，古代数学发展就被赋予实用性和算法化的特点，使计算成为数学和数学教育的核心。数学因其在贸易、治水、工具制作、田地计算、管理、建筑、手工业、天文历法等方面应用的广泛性，推动着数学本身以及数学教育的发展。古代数学的发展首推在汉代完成的《九章算术》。九章算术中的问题几乎都来自社会生产、生活实践。"$! 个问题及答案，还有 "#"个术（算法）。“术”是一类问题的共同解法，有了“术”，就可以用它来指导人们的实践，解决一系列的问题。“术”的这种作用从另一方面又推动了“术”的研究。魏、晋、南、北、朝时期，刘徽的《九章算术注》、《海岛算经》、祖冲之得出的% 位有效数字的圆周率等都是传统数学在“术”方面的最高成就。
隋唐时期，以皇帝的名义钦定 &# 种数学教科书即《周髀算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《五曹算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《海岛算经》、《五经算术》、《缀术》、《辑古算经》，总称为“算经十书”，并被之后历代沿用为经典教科书［&］
。数学教
育的这一空前发展为数学的发展奠定了基础，为宋、辽、金、元时期数学人才辈出创造了先决条件。在宋、辽、金、元时期产生了一大批杰出的数学家和数学教育家，取得了具有世界历史意义的数学成果。
贾宪的增乘开方法，秦九韶的《数书九章》与高次方程数值解，李冶的《测圆海镜》与天元术，朱世杰的《四元玉鉴》与高次联立方程组，杨辉的《详解九章算法》、纵横图、垛积术等，这些光辉的数学著作和科研成果把我国传统的实用性算法体系提升到了抽象性算法体系的高度［"］
。明代是中国封建社会的
晚期，商品经济的发展，致使数学教育向为商业服务的实用方向发展，珠算教育大为普及，使珠算成了数学教育的主流。随着社会矛盾激化，实行文化专制，排斥数学研究，严禁民间习历法，导致宋、元时期创造的高深数学失传，中断了中国抽象性算法体系的发展。这种数学发展上的中断，必然影响数学教育的发展层次。到了清代前期由于西方数学的传入，开始了中西数学融合的过程，更由于康熙等皇帝的重视，数学教育有了一定的发展，但在地方和民间的数学教育仍以珠算为主。回顾数学与数学教育走过的历程，的确数学发展与数学教育的发展水平是休戚相关的。
# 数学教育与数学发展
数学发展的历史也是教育数学发展的历史。翻
看中国古代数学发展的历史，不难找到教育数学的痕迹。如开始于西周的算筹记数在长期的计算过程中，人们发现不同位值的相邻数字之间容易混杂错落，于是创造了纵式和横式，即个位、百位、万位的筹用纵式，十位、千位、十万位的筹用横式，其余各位依此类推［"］
。像这样对知识的改造，其初衷是为了更
好地传承和为数学教育服务。再如，刘歆（前 ’#—"(）是汉代名儒及数学家，通乐律、历法。其《三统历》提出“岁星超辰”算法以改进岁星（木星）周期的计算［"］
。还有，刘徽的《九章算术注》就是刘徽把
《九章算术》注释成以应用问题集为形式，以筹算为工具，以“术”为中心，密切联系实际的数学教育体系［"］
。在清代乾隆、嘉庆年间的乾嘉学派校注数学
典籍，不但保存和挖掘了中国古代优秀的数学遗产，而且经校注后学者易于理解，有利于数学教学使用［"］
。事实上，因为中国传统数学是以解决问题为
出发点的，实用是它的一大特点。根据《考工记》的记述，手工业需要相当的数学知识和把知识用于实际的“技艺”。兴修水利包含着对人们在测量、选线、规划、施工、筹备物资等方面的知识和许多技术要求，这其中有许多知识和“技艺”均与数学知识有关，但无论是技艺还是数学知识都是在师徒间个别传递的。这种传递必然包含了教师对数学知识及把数学知识应用于实际的“技艺”的个人整合，亦即这些知识或“技能”被师傅（老师）用他个人的实践和认识改造后，以更易于学生接受和理解传授。可以说，凡是被传承下来的知识，在传承的过程中，都历经了一个被改造的过程。对数学而言，就是将数学变成教育数学的过程。此过程因为蕴涵着对数学本身的探究，有所新发现就是一种必然，也势必推动数学的发展；反之，数学的发展又使教育数学获得发展的动力。
! 结 语
数学的发展与数学教育的发展是互为前提的，
教育数学是二者沟通的桥梁，它的发展依赖于数学的发展和数学教育的发展，同时它的发展既推动数学自身的发展又推动数学教育的发展。因此，数学发展、数学教育、教育数学三者是相辅相成、三位一体的。现阶段，数学教育应从数学发展史和教育数学两个角度着手：一方面结合教育现实开展校本化的课程开发；另一方面可以结合数学发展的历史，让学生体会知识产生发展的历程，及数学家的艰辛劳动，从宏观上形成个人对知识的把握。
!）教育数学的思想进行校本化的课程开发
（"#$%%&’()"*+ #,--.#,&,/）。其思想源于 01 世纪21—31 年代的西方发达国家，主要是针对课程编制者、课程实施者和课程评价者之间的脱节以及由此产生的各种弊端。它的开发者是学校中的部分教师、全体教师，或者是学校与其他机构的合作；开发的课程范围，既可涉及部分课程，也可涉及学校的全部课程；就开发的程度而言，除了新编课程（全新开发），学校或教师选择、改编的课程，也属校本课程之列。所以，它包含两层含义：一是使国家和地方课程校本化，即学校和教师通过选择、改编、整合、补充、拓展等方式，对国家课程和地方课程进行再加工，使之更符合本校学生的特点和需要；二是学校设计开发新的课程。本文所说的校本课程开发主要指学校和教师通过选择、改编、整合、补充、拓展等方式，对课程进行再加工，使人类数千年积累的数学知识体系更符合本校学生的特点和需要，使学生容易接受。如何开展此项工作？利用集体的智慧，将教师从长期处于孤军奋战的境地解放出来，将教师对教材知识的再创造显性化，共同找寻出一种较优的数学概念的表达方式，使数学知识的逻辑结构更适合学生理解和掌握。找寻一种更优的解题方法或解题模式，以帮助学生掌握知识、获得技能、发展能力。
例如，学习一元微分不变性时，不妨顺势渗入换元的思想，一可让学生易于理解这条性质，二可为换元积分法做理论和方法上的准备。经过诸如这样的教材处理并在实践中结合学生的学习实际，进行教材处理及教学方法上的反思，再交流、再实践，再反思，逐步完善，最后以集体形式完成校本课程的开发，达到课程学习的目的。
0）文化是一切非自然的、由人类所创造的事物或对象。数学的对象并不是自然界的客观实在物，数学是数学家在长期实践中创造出来的，因此，数学是人类的发明，故数学是一种文化。文化的一个重要特征就是具有历史性，数学也不例外，任何时期的某一数学成果都不是某一时间的偶然产物，都伴随着历史的积淀。“数学的过去被永远地同化在它的现在和将来，这使得数学成为一个逐渐累积的科学”［4］
。!561 年，英国科学促进协会主席格来舍在
就任演讲中精辟地指出：“任何试图将一门学科与它的历史割裂开来的话，我们确信没有哪一门学科比数学损失得更多”［7］
。在 !651 年罗马国际数学
家大会上，法国数学家庞加来在其大会报告中指出：
“如果我们要预见数学的将来，适当的途径是研究这门科学的历史和现状”［8］
等等。对数学史在数学
教育中价值的认识如：外尔曾说“除了天文学以外，数学是所有学科中最古老的一门科学。如果不去追溯自古希腊以来各个时代所发现与发展起来的概念、方法和结果，我们就不能理解前 81 年数学的目标，也不能理解它的成就”［4］
。美国数学家和数学
史家克莱因认为“每一位中学和大学数学教师都应该知道数学史，有许多理由，但最重要的一条理由或许是：数学史是教学的指南”［2］
。对于数学史的数
学教育意义，早在01 世纪31 年代，西方数学家就已有共识：利用数学史可以激发学生的学习兴趣，培养学生的数学精神，启发形式的人格成长，预见学生的认知发展，指导并丰富教师的课堂教学，促进学生对数学的理解和对数学价值的认识，构筑数学与人文之间的桥梁等等［3］
。所以，我们在讲授数学课程
第8篇：天文学新概念范文
关键词：物理学史；兴趣；实验教学；人生观；教育价值
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）2（S）-0014-3
《高中物理课程标准》明确提出，高中物理的课程目标是旨在提高全体学生的科学素养，从“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度来培养学生。而物理学史对实现新课程的三维目标发挥着不可替代的功能。物理学史体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程，在物理教学中通过展现历史上物理学家探索物理世界奥秘的艰辛历程。可以让学生从物理学发展的历史中领悟到科学的本质、人性、思想、方法和精神，从而全面提高学生的人文素质、科学素质、创新素质和思想素质。因此应该重视物理学史在新课程改革中的应用，充分发挥物理学史的现代教育价值。
一本物理教科书实际上就是一部物理学发展史的缩影。在新课标下的物理教学中加强物理学史教育，展现历史上物理学家探索物理世界奥秘的艰辛历程，以其中的欢乐、困惑、惊奇和哲理去感染学生。把物理知识的逻辑展开与物理学认识的历史发展有机结合起来，将物理教学过程设计成“凝固的文化激活”的过程，让文化传播和学习转化成为历史上的创造者与今天的学习者之间的对话。让学生以物理学家认识世界的本来面目去认识世界，确立物理学的历史意识，这将是一件很有意义的工作。
1 激发学生学习物理的兴趣。树立勇于探索的献身精神
将科学理论的建立，科学发现的过程，科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生。并通过了解物理学家的生平、各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣，让学生从中学到物理学家严谨的科学态度和科学的思维方法，不断提高自身的科学素质、养成良好的学习习惯。
例如伽利略在教堂里面对摆动的吊灯注目凝想；阿基米德在澡盆中顿悟浮体规律；爱迪生坐在鸡窝里“孵蛋”；少年时代的爱因斯坦陷入“追光”问题的深思……等等传说，我们在物理教学中未尝不可运用类似的史料来让科学家“现身说法”，这对新课的引入、重点难点的突破、后进学生的激励都是大有裨益的。比如，在讲述磁现象时，我们就可用孩提时代的爱因斯坦在看过父亲拿来的一只罗盘后，便唤起他探索自然奥秘的好奇心、“打破砂锅问到底”的求知精神，以之诱导学生透过物理现象，寻求其本质规律。又如。1820年奥斯特所做的著名的电流磁效应实验，在过去很长一段时间内被误传为一次“偶然的机遇”。其实，这正是奥斯特在统一自然力思想的启迪下孜孜以求的必然结果。若无浓厚的兴趣和坚强的毅力是难以成功的，此例同样能给学生以深刻的启发和教育。
2 读史使人明智，激发爱国热情
英国哲学家培根的名言：“读史使人明智。”对于现在的高中生，在学校教育中他们吸收了科学的知识，但常常没有体会到科学的思想和精神，而无法体会科学的真谛和魅力，对科学的学习表现为无动于衷。所以若能引导学生回顾科学的历史，在学习和接受科学知识的同时接受科学的思想和精神，从而变得深思熟虑、深谋远虑。
我国是世界四大文明古国之一，在物理学的理论和实践方面有着辉煌的成就。例如，在理论著作中，《墨经》对力学、光学的论述；《天工开物》关于简单机械的记述；《梦溪笔谈》对磁角的论述等在当时都是遥遥领先于世界各国，就是在今天仍有参考价值。在实用技术方面，更是不胜枚举。指南针、地球仪、浑天仪、船闸、石拱桥、火箭等，都是我国最早发明的。还有中国古籍《尚书纬-考灵曜》中关于相对性概念的叙述“地恒动而人不知，譬如人在大舟中闭牖而坐，舟行而人不觉。”就早于伽利略关于封闭船舱内发生的力学现象的一段描述至少约一千五百余年。又如，高一学生学过牛顿三大定律后，深为牛顿的惊人成就所拜服，倘若物理教师能针对学生的这种赞佩心理而引出远在两千年以前墨翟所著《墨经》一书中早有“力，形之所以奋也”（形，指物体，奋就是加速的意思），“力，重之谓”（物体有重量，是力的表现之一）等论述，即令学生叹为观止，强烈的民族自豪感将油然而生。介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献。可以使学生了解祖国古代灿烂文化，激发他们的民族自尊心和自豪感。以我们祖先在物理学方面的真知灼见，以及解放后我国物理学突飞猛进发展的伟大成就对学生进行开导，兼而能收到爱国主义教育，振奋民族精神之效。在我国古代文明的智慧宝库里，关于这方面的史料是异常丰富的。
3 展示实验设计操作技巧，重视实验在物理学中的地位和作用
物理学是以实验为基础的科学。纵横物理学史，每一个理论的产生与发展都是建立在实验的基础上，而每一次物理学发展所经历的理论上的大综合和大统一，都伴随着实验技术与实验思想的进步。在物理实验教学中，要说明实验的背景、条件、手段、方法和过程，更要阐明实验的设计思想和研究处理问题的方法、阐明实验与理论的关系以及实验所做出的重大历史贡献，使学生认识到物理实验是物理学研究的最重要的工具，是物理实践活动的最重要的手段，领悟到物理实验对物理理论的产生、发展和验证都有决定性的作用，从而深切理解实验在物理学中的地位和作用。
例如电磁感应现象的教学，教师可提供给学生一些实验器材。将教学过程设计成为学生自主设计实验方案、自主选择器材进行实验、自主寻找产生感应电流的条件，让他们像科学家那样去思考、探究和遭受曲折，同时适当介绍物理学史上的曲折历程使学生领悟探究过程的艰辛和电磁感应现象的本质。奥斯特发现电流的磁效应不久，安培、科拉顿和法拉第等科学家都相继提出了利用磁产生电的设想，但他们开始都未意识到这是个“动态”效应。安培认为，只要在导体附近有一强电流或强磁体，导体中就会感应出电流，他进行了实验但没有成功。法拉第在很长一段时间内的想法与安培的想法大致是一样的，他做的许多实验都失败了。直到1881年8月以后，才意识到这可能是一种“动态”效应，终于发现了电磁感应现象。而克拉顿在法拉第发现之前，曾做过这样一个实验：他把一个螺线管与电流计相连接，为了避免实验时磁铁对电流计指针的影响，他将电流计放在另一个房间。实验时，他将磁铁插入或抽出线圈以后，再跑到另一个房间去观察电流计指针的变化，结果当然什么也看不到了。他哪里知道，就在他从一个房间跑到另一个房间的过程中，电流计的指针早已恢复原状了。在教学中引导学生对上述历史探究过程的再探究，学生对电磁感应现象的“动态”效应的理解就更为深刻了。
4 追寻科学家的足迹。获取研究的方法
物理学的思想和方法是在物理学发展过程中，在物理学家长期的科学实践中，逐步摸索、积累、形成和发展起来的，是人类智慧的结晶。它已经渗透到许多学科的研究中去，成为现代科学研究和处理问题的重要思想和方法。学生了解和掌握这些思想和方法，对于今后从事任何研究和工作，对于解决和处理各种问题，都是很有用的，是终生受益的。
例如伽利略通过逻辑推理和实验方法发现了自由落体定律、利用理想斜面实验的方法得到了惯性定律；牛顿用实验观察方法和归纳方法研究光的色散现象、运用数学方法和综合方法得到万有引力定律和力学三定律：库仑和欧姆分别运用类比研究方法得到了库仑定律和欧姆定律：爱因斯坦运用直觉思维和理想实验方法创立了相对论等等。通过展现物理学家揭开自然界之谜和艰难的探索历程，使学生感受到他们用有效的方法一步一步地掀开遮蔽真理的神秘面纱的那种科学发现的震撼与激动，从身临其境的体验感知中，获得科学方法论思想的熏陶与升华。
5 了解物理学发展过程，学会批判继承和发展创新
物理学发展的历史向我们昭示了这样一条真理：有怀疑的思考，即力求以发展、变化、联系的思想为标准来裁决和审视一切科学假说与科学理论。不迷信权威，这是科学能不断向前发展的动力。然而在现实的物理教学中，在纷至沓来的新概念、新术语、新公式、新定律面前，学生逐渐形成了这样的观念：这就是真理，学习它、记住它。久而久之，历史性的、进化着的科学理论被神圣化、教条化。这种以灌输为目的的教学不自觉地剥夺了学生的怀疑和批判精神，致使大多数学生对科学家和科学理论永远怀着一种崇敬心情。这种心情扼杀了学生发现问题、提出问题的积极性，从而抑制了学生的科学精神和创新能力。
在物理学发展的进程中，有许多史实向我们表明，物理学家的批判精神，是促使物理学向前发展的动力，如伽利略对亚里士多德的怀疑和批判，了错误的落体定律和强迫运动定律，得出了惯性定律，为牛顿力学的建立打下了理论基础；爱因斯坦抛弃了牛顿的绝对时空观，得出了相对论；普朗克否定了传统的能量是连续的观点，得出了量子论……在物理教学中渗透这些物理学批判性发展的精彩事例，能促使学生养成独立思考的习惯，提高善于提出科学问题的灵性和聪慧，使他们的思想沉浸在好奇之中。没有任何一个物理学理论可以被看作是最终完美的，因为它的内容的有限性总是和可能观察到的无限丰富多样性相对立，人们在一定条件下对物理学的认识只能是近似的、相对的。这种有意识地对学生进行辨证唯物主义真理观的教育。能清除学生对物理学知识绝对化、僵化的理解，也可以防止学生不加限制地机械搬用物理定律、公式去解决问题，培养学生的创新意识。
6 弥补传统物理教学的人文缺陷，教导学生树立正确的人生观、价值观回报社会
在传统的物理教学中，注重的是知识的传授和技能训练，所谓的“上课教条条、课后背条条、回家用条条、考试考条条”，就是这种教育的真实写照。而新课程改革在观念上更注重知识面的拓展，注重学生探究能力的培养，关注将人文的因素渗透到其中。美国物理学家和物理教育家拉比认为：“只有把科学和人文融为一体，我们才能期望达到与我们时代和我们这一代相称的智慧的顶点。”
物理学的发展与哲学、数学、天文学等学科都具有密切关系。在物理学的发展历程中，如果没有对数。开普勒难以建立开普勒三定律；没有微积分，牛顿就难以得到万有引力定律；没有统计学，无法发展分子运动论；奥斯特是受康德哲学的启发，坚信电力和磁力有共同的根源，才发现了电流的磁效应等。在教学中介绍这些相关的历史案例，有利于使学生认识到物理学知识及其发展与其它学科知识有着密切的联系。
物理学的发展对社会经济的发展也产生巨大影响。特别是近代以来历次物理学重大进展通过技术革命为中介转化为生产力，从而推动了社会经济发展，并最终引发社会革命。从蒸汽时代到电力时代、电子和原子能时代以至现今的信息时代的生动历史，更会使学生深刻了解科学技术的巨大社会功能。同时，也要让学生了解科学技术进步所带来的负面效应，如环境污染、生态失调、自然资源过度消耗以及最初以杀人武器出现的原子弹等等，体会到科学技术的“双刃剑效应”。
居里夫人和她的女儿长期从事核物理研究，将自己毕生的精力奉献给了科学事业和自己的祖国，并三次获得了诺贝尔奖，最后均因长期接触放射物质而死于白血病，因而人文精神也可以说是一种献身精神。人文精神还体现为团结、合作、民主的精神，曾任卡文迪什实验室主任的汤姆孙总是把他所知道的和所能想到的全部告诉助手和学生，甚至把他自己设计的方案无代价的给予学生，在他任期内共培养了84位物理学教授，27名英国皇家学会会员，诺贝尔奖获得者7人。教学中将这些物理学史内容与物理知识相融合，其中蕴涵的科学家充满人文主义的态度和精神将激起学生心灵的震撼。
物理学发展史是一幅理论与实验交叉、失败与成功并存、逻辑与非逻辑思维并用的丰富多彩的画面，是一部跌宕起伏、曲折前进的英雄乐章。物理学家的生平事迹、高尚情操、成功与挫折、智慧与幽默、分歧与争论，物理学思想与方法的演变、物理学发展跳动的脉搏，都可以唤起学生强烈的好奇心和奋发向上的激情，引起浓厚的兴趣和积极的思考。物理学史将会把科学家在探索过程中的智慧之光带给学生，从而为科学而献身。
参考文献：
[1]刘筱莉，仲扣庄.物理学史[M].南京：南京师范大学出版社，2003.
[2]李艳平，申先甲.物理学史教程[M].北京：科学出版社，2003.
[3]胡南奇.谈谈美国科学教育发展和高等院校教学与教材的情况（上）[J].大学物理，1984，（5）：6.
第9篇：天文学新概念范文
〔关键词〕 科学创造，表征，语言，逻辑，想象
〔中图分类号〕N34 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1004-4175（2014）01-0031-05
〔收稿日期〕 2013-11-16
〔基金项目〕 国家社会科学基金项目（12BZX018），负责人魏屹东。
〔作者简介〕 魏屹东（1958-），男，山西永济人，山西大学科学技术哲学研究中心、山西大学哲学社会学学院教授、博士生导师，主要研究方向为认知哲学。
今日之世界，可以说是科学技术化的世界，人们的生活、工作和学习的方方面面，社会经济发展的方方面面，都与科学技术密切相关。根本原因在于科学技术具有创造性（包括发明与发现）的特质。科学创造性是人类特有的。科学发展史表明：在创造过程中，人类无疑会使用语言和逻辑，会运用记忆和想象。那么，什么是创造性，其范围是什么？语言和逻辑在其中起什么作用？科学与技术在创造性方面有什么区别，二者如何互动？如何进行科学创造，如何对其表征？这些问题无疑是格外重要的，它们也正是本文要着力探讨的。
一、创造性的范围与表征
就人类的生存范围而言，人类生活在两个世界：一个是固有世界或者实在世界，也就是经验领域；另一个是超验世界，也就是形而上的精神领域。前者的表现形式主要是世俗社会或者人们的常识世界；后者的表现形式主要是宗教，还可以加上形而上学哲学。
对科学来说，其研究对象决定了它主要存在于固有世界或实在世界范围，也就是说，科学的研究对象是实在世界的各个方面，比如物理的、生物的、化学的，等等。人类发展史和科学发展史表明：经验的实在性以三个支柱——语言、逻辑和科学为基础 〔1 〕 （P3 ）。没有人能够准确知道促进人类交流的语言何时出现，距今最少应该有十万年；人类文化的第一个书写记录大约出现在距今一万年前，这是集体记忆的开端；逻辑距今约2500年，由艾皮门尼德（Epimenide）提出，而科学的出现距今不过400多年，由伽利略开始。可见，语言的出现最早，逻辑和科学是基于语言的。没有语言，也就谈不上逻辑和科学。在这个意义上，语言具有优先性，没有语言，我们就无法进行表征和交流，更谈不上科学的发展了。
反过来说，科学不能先于逻辑产生，逻辑不能先于书面语言形成，书面语言也不能先于口语而产生，而口语的形成肯定经历了一个漫长的肢体语言过程。这充分说明，科学的产生离不开语言和逻辑，科学作为人类的主要认知方式，表明认知的发展与语言密切相关。假如没有语言，就不会有科学，因为我们无法表征科学。
当然，在日常生活中，当我们说“语言”时，事实上，我们很少使用逻辑，科学在其中也不起任何作用。对我们人类来说，语言就意味着文学、音乐、艺术、经济、政治等，这些学科在没有发现逻辑和科学之前业已存在。也就是说，表征语言的文学、音乐、艺术、经济、政治等比逻辑和科学的出现要早得多，它们是逻辑和科学形成的基础。在这个意义上，科学的创造性与这些看似无关的学科有着千丝万缕的联系，只是我们没有意识到而已。因此，我们可以说，文学、音乐、艺术、经济、政治等是逻辑和科学的基础。
意大利物理学家兹奇奇（A.Zichichi）认为，存在范围由创造性（creativity）、支配（leadership）、创新支配（innovative leadership）和动机（motivation）来描述。创造是指产生以前从来不知道或者没有被看见或被观察到事物的能力。支配是指激发和激励人们的能力。创新支配是激发和激励人们做出创造行为的能力。动机是达到目标的动力 〔1 〕 （P4 ）。在他看来，在人类活动的经验范围，语言、逻辑和科学都需要创造性、支配和动机，其中创造性是最难的。也就是说，在人类活动中，创造性普遍存在于语言、逻辑和科学中。正因为创造性最难，所以在语言、逻辑和科学的产生过程中，创造性就成为人类认知活动的核心。
在语言中，创造性是通过审美学、公共诉求、成功等表征的，人们常说的“满足具体的形式审美标准”，“具有社会价值”，“漂亮”等，就是创造性的具体体现，它们强化了创造性的必要性。创造性相应地把艺术、音乐、文学的新形式变为现实，反过来，艺术、音乐、文学也成为创造性的表现形式。
在逻辑中，创造性仅有一个表征方式，那就是“无矛盾”。导致自我矛盾的逻辑结构不能存在。也就是说，逻辑系统一定是自洽的、无矛盾的，否则的话，就不成其为逻辑，逻辑本身就意味着“前后一致”。这说明创造新的逻辑结构不能自相矛盾。一个典型的例子是无限或无穷大。我们不能同时肯定一个事物既有限又无限。
在科学中，创造性也仅有一个有效表征方式——真或假。无论一个命题或理论的描述多么漂亮，科学的观点没有美或丑之分，只有真或假之别。因为科学的目的就是求真。当然，这并不排除科学理论在表征形式上也讲究“漂亮”和“优雅”，比如数学方程的简单美。一个科学理论不仅要求在逻辑上无矛盾，而且在实验上也要求可重复。也即一个科学理论首先应该是逻辑结构上严格无矛盾的，而这一点不必然满足科学证明的要求。有许多逻辑理论结构在自然中并没有被发现，比如无限维的空间没有产生任何自相矛盾。从数学的观点看，无限维空间是存在的，但在我们生活的空间中，维度是有限的（三维空间）。对于科学而言，无限维的空间是不存在的。一个由实验证据支持的理论是伽利略式的科学的逻辑结构。没有实验证据支持的理论就会被放弃。这样，科学中的创造性就是要通过重复性的实验发现真理。或者说，科学的任务就是发现自然的逻辑。
那么，创造性的语境又是什么呢？是什么前提条件促使了创造性的形成呢？兹奇奇认为是记忆与想象。为了避免重复犯错误，为了不再从零开始探讨，我们需要记忆；为了设想我们从来没有想过或见过的东西，我们需要想象。通过开发记忆和想象，创造性相应地就能够把想象的结果变成现实。如果没有创造性，很难设想有现在的人类的一切。换句话说，记忆是为了避免重复研究，想象是为了拓展研究范围，比如不可观察的微粒子或者广阔无垠的宇宙。
这表明，记忆和想象在创造过程中起背景或语境的作用。在兹奇奇看来，记忆在语言、逻辑和科学中有相同的作用，也就是避免与先前的创造重复。语言中的想象相当于创造新诗、新音乐、新艺术等智力活动。逻辑中的想象意味着运用公理和规则创造新的数学结构。科学中的想象相当于思考一个新的原则、一个新现象和新规律，相当于设想一个新实验。
对于一个科学家来说，记忆、想象和创造性是平衡的吗？我们通过兹奇奇亲历的一个真实故事来说明。
物理学家范纽曼和魏格纳是好朋友与合作者，他们常常讨论物理和数学问题。有一次范纽曼告诉兹奇奇，说他能够记得1933年6月25日喝了多少咖啡，并相信他的想象力并非他所表现的那样强大，只是因为他记忆得很多。魏格纳是一个想象力极强的人，而魏格纳的记忆力不如他强。在一次讨论中，魏格纳突然说已经到中午了，他必须马上去参加一个午餐。当魏格纳要离开时，范纽曼说“你那么聪明，为什么不让时间停止呢？”紧接着又说：“对不起，太晚了，你应该让时间倒流。”就是这么一句不经意的话启发了魏格纳，于是他开始思考基本粒子和自然的基本规律。
我们知道，一个基本粒子，无论是电子还是质子，既没有大脑也没有手表，它不能区别过去和将来。如果时间向一个方向或超相反方向飞逝，基本粒子间的所有基本相互作用必须是不变的。就在范纽曼邀请魏格纳合作研究的三个月后，魏格纳发现了著名的“时间不变性”原理，其中建立了“时间反转算子”（Time-reversal operator）。这一原理说明，所有物理规律都应该是“时间不变性”的，比如，物理实在应该保持不变，假如我们能够让时间倒流。
1964年，有人发现KL介子 ①在衰减过程中打破了“时间不变性”原理。 兹奇奇做了一系列实验来证明，在电磁相互作用中“时间不变性”是否还有效。实验证明，电磁力遵循“时间不变性”原理。魏格纳作为20世纪最伟大的物理学家之一，他创造的“时间反转算子”的操作过程在自然逻辑中不产生任何矛盾，而且他的原理经受了重复性实验的验证。
这是科学创造性的一个典型例子。它表明：创造性的观念往往源于日常生活，我们不经意间的谈话与交流都有可能导致新观点的涌现，当然，“机遇偏爱有准备的头脑”，如果没有对某个问题的长期思考，即使有再多的交流和对话，也不会有助于对那个问题的解决。
二、创造性在科学与技术中的差异
创造性在科学和技术中是否相同？表征方式是否有差别？接下来我们讨论这个问题。
在普通人的观念里，科学和技术没有什么不同。其实，二者是两个完全不同但密切相关的领域，前者在于发现，后者在于发明。比如，与魏格纳同时代的著名物理学家费米发明的核消防照明就不是科学而是技术。兹奇奇认为，我们必须弄清科学与技术的区别。他把伽利略之前的技术称为“前科学技术”，伽利略之后的技术称为“后科学技术” 〔1 〕 （P7 ）。
前科学技术是基于试错法产生的，不是根据基本规律的理解产生的，也就是靠的是经验而不是理性原则。这就是为什么在前科学技术时期，没有人确切地知道轮子和火是谁在何时发明或者发现的。但是，我们确实知道的是对于轮子和火的理解则是发现科学以后的事情。
后科学技术植根于人们对自然基本规律的深刻理解。比如，蒸汽机的发明先于热力学规律的发现，但是由于热力学的产生，人们才对这项技术有了深刻的理解，而且在此基础上产生了许多技术发明。也就是说，科学是技术的思想来源，技术是科学思想的运用。科学要求我们将智力工作投入到“发现”中，技术要求我们将智力工作投入到“发明”中。因此，科学只能发现而不能发明新的自然规律。技术进步是基于一种新观念，这种新观念以一种新方式将不同“结构”或“部件”结合在一起，并以一种以前从来无人尝试过的方法使用它们。这就是技术创新的含义。
需要指出的是：虽然科学与技术的关系密切，但是二者还不是一回事，技术不仅仅是科学的应用，科学发展有自己的规律，技术进步也有自己的规则。比如科学与战争武器的关系，不仅仅是科学与技术的关系，其中还包括政治、道德、经济等因素。一旦我们的世界遭到核武器的毁灭，难道这仅仅是科学家或者技术专家的责任吗？我看主要是政治家的责任，因为从决定制造武器到决定使用武器都是政治家做出的。
在兹奇奇看来，人们把后科学技术看作是科学的应用其实是一种误解。人类通过科学发现自然规律，通过技术运用自然规律，这与科学没有多少关系。比如，科学家发现核裂变规律，不等于制造了原子弹。人们误把后科学技术当做技术看待。技术是一种决裂的元素，它使得我们在使用它时面临有益于还是有害于人类和社会的选择。比如机器人技术，如果用于替代人做危险和繁重的工作，无疑是益于人类的，如果用于战争则是有害的。
还有一个问题需要澄清，那就是“科学的使用”或者“应用科学”这个概念蕴涵了“科学先于技术”的意思。也就是，人类先发现自然的逻辑，然后运用这些逻辑于实践之中，形成各种技术。科学家对科学的应用要担负责任。这是又一种误解，担负责任的应该是政治团体，不是科学共同体。更糟糕的是，人们认为科学源于技术，这也是一种误解。甚至有人说社会不需要科学家，如果他们不是为了技术进步的话。技术先于科学的观点出于这样的事实，即近代科学或伽利略式科学产生之前，轮子和火已经被发明，也就是说，轮子与火的发明与科学无关。
然而，对轮子与火的原理的理解则是伽利略式科学产生以后的事情。发明一种东西不必然意味着理解它为什么工作，知“其然“不一定知“其所以然”。一种科学发现相当于理解所有可能被发明的东西。比如，电磁力这一自然基本力的发现，使得我们能够理解我们的所有感觉——视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉，它们是同一且唯一基本力的表现方式。这种力源于一种唯一实体“电荷”。当我们关掉电荷，我们的感觉就消失了。这样，所有发明，无论是现在的还是未来的，都与感觉相联系，即使它们还没有真正被使用前，都能够基于电磁力得到理解。或者说，科学有助于我们认识世界的规律，从而使得我们知其“所以然”。
反过来，一种新技术的发明，也有利于科学的发现。比如伽利略发明了望远镜，利用这项技术，伽利略发现月球表面不是完美的，太阳表面有黑子，这颠覆了一直认为月球和太阳是完美球体的传统观点。可以说，没有望远镜的发明，就不会有现代天文学。同样，没有显微镜的发明，也就不会有现代微生物学。这说明科学与技术是相辅相成的。如果技术中不渗透自然规律，则技术也是盲目的。技术发明为科学发现添加了“飞翼”。
当然，不是所有的发现都会借助于技术。伽利略对惯性定律和相对性原理的发现就是如此。这些发现既不需要望远镜技术的发展，也不需要任何技术仪器，他用一块石头和一条栓石头的绳子研究了石头的摆动，借此他发现了摆定律。用一块圆石头和一块木板来研究圆石头在木板上的运动，然后变换木板角度，借此他发现了自由落体定律。根据此定律他推测，如果没有空气阻力，羽毛和铁块下落速度是相同的，由此他预见了“真空”的存在，月球表面的情形就是如此。这表明：伽利略的发现依赖的是对自然基本规律存在的信念，而不是望远镜技术的发明。因为石头、绳子、木板不能算作技术，关键是伽利略相信，某一物质一定携带着宇宙创造者的印迹，其规律在时空中处处起作用。伽利略既没有发现摆定律，也没有发现自由落体定律，他发现的是混沌 〔1 〕 （P12 ）。毫无疑问，伽利略开启人类智力的新视界，他的工作表明科学的任务就是发现自然的逻辑。
还有，爱因斯坦发现相对论也是如此。他曾经说，相对论的发现仅仅靠一片纸和一只铅笔。事实上，相对论的发现主要靠他的想象力，他之所以那样说，那是在工具使用的意义上而言的。没有纸和笔，爱因斯坦照样会发现相对论的。只不过他会使用别的什么东西，比如黑板和粉笔。这进一步说明：科学的发现，特别是抽象层次上的原理和理论的发现，不一定要借助于技术。
三、创新思路与新观点的表征
科学已经告诉我们关于世界的几乎所有方面。现在让我们超越现存世界，进入一个超世界视域。这是科学创新的一种新思路。比如，如果有光，一定有超光存在；如果有电子，一定有超电子；如果有物质，一定有超物质（反物质）；如果有恒星，一定有超恒星。如果这些东西存在，我们为什么没有观察到它们呢？这就需要科学的创造性发挥作用。
我们知道，原创工作是非常艰难和非常复杂的事情。兹奇奇认为，首先我们需要丰富的想象。想象丰富不意味着观点越多越好，观点多反而可能适得其反。你必须集中于一个新观点，此新观点你认为是最具原创性的。然后你必须考虑这个新观点的所有可能结果。在这些结果中，如果有实验证据或数学的严格证明与你的新观点相矛盾，你必须发现或理解其中的缘由。如果你不能消除这个矛盾，那么你以为是新观点可能被其他人想到但是已被放弃，因为其他人已经发现了其中的矛盾。此时，你必须格外小心，你能够克服这个矛盾的情形可能发生，如果你比其他人更能够理解其困难所在。你不要限制自己简单地读其他人的论著，你要做的是你必须理解所有细节。这是创造性的关键所在，其中，理解发挥着重要作用。
而理解是一种认知和智力过程，它由两个基本要素构成 〔1 〕 （P17 ）。
第一，是你意识到而不是他人。为什么这么说呢？你尽可能深刻地研究和理解你一直思考的新东西的意义。这可能是一个新概念、一个新观点、一个新实验。接着你尽力想象所有可能的结果。这可能花费一天、一周、数月甚至一年。经过废寝忘食的不断思考，有时一筹莫展，突然豁然开朗，找出出路。
第二，有强烈的动机。创新是一个极其艰难和痛苦的过程，其中有许多困难需要克服，克服困难就要有强烈的动机。因为你需要将一个新观念变成真且具体的东西。动机因研究的目标而异，这取决于你的新观念所涉及的问题与自然的逻辑关系，比如纯科学，或技术创新形成新实验等。
接下来，我将通过兹奇奇亲历的三个新观念和技术创新结合的研究工作来分析科学的创造过程。
第一，填隙技术（shimming）与高精密磁场的产生。使用非常薄的铁片产生多种形式的高精密磁场的观念是兹奇奇经历数周苦思冥想想到的。这是一个既省时又省钱的技术。因为如果不是这样，每一项实验都将花费大量时间、物力和财力。比如机械形成一个磁极就需要一个月，一个多项磁场需要至少6个月，产生第一个高精密磁场这项工程至少需要三年时间。如果运用他的新观点，仅需要一天时间而且几乎无需花钱。假如兹奇奇没有这个新想法，产生高精密磁场的实验也就不能实现。当然有了新观念还不够，还需要克服许多技术困难设计新实验来实现新观念。
在兹奇奇的实验中，材料很普通，在市场很容易买到，但由于观念是新的，实验自然就与以往的不同。事实上，最伟大的创造力在于，当新观念需要实现时，相应的新实验也非常简单。为什么说如果实现一个创新观念的实验非常简单时这个创新就是一个原始创新呢？因为在此之前没有人产生使用这个简单办法的观点。
我们知道，伽利略科学是从两个非常简单的技术创新开始的。一个是摆，另一个是斜面板。摆由一块石头加一根绳子构成。这两件东西是世界上最普通不过的，但是没有人想到用绳子拴住石头，然后研究其运动。伽利略仅使用一块石头和一根绳子，就成功地准确测量了引力的加速度。摆和斜面板就是伽利略的两个技术创新，使用它们他发现了自然逻辑的第一个要素——科学。
发明填隙技术产生高精密磁场是兹奇奇进入欧洲粒子物理研究所开展的第一项创新性研究工作。根据他的设想，实验室制造了“扁磁铁”也叫6米（g-2）磁铁。它是当时世界上最大的磁铁，它能够进行介子这种基本粒子的所谓“异常磁时刻”（anomalous magnetic moment）的第一次高精密测量。这个实验表明，介子是一种与电子同一的粒子，但介子的质量却是电子的200倍。为什么介子比电子重200倍，但其属性几乎与电子相同呢？或者说，如果使用电子得到相同结果，为什么自然还给介子200倍的质量呢？
为了理解这个问题，我们需要测量一个基本量——介子的“异常磁时刻”。为了得到这个精确的量，我们需要建立一个非常大的磁铁，它具有高精密的磁场和多种形式。这项实验以前从未做过，因为没有人知道如何建造如此复杂和精密的磁场。
第二，预簇射（pre-shower）与新粒子的发现。在兹奇奇60多岁时，他有了寻找一种比介子重的新粒子的想法。在已经观察到的粒子序列中，第一是电子，第二是介子。寻找第三种轻粒子②不是一件容易的工作，这需要一种新的创新技术，它能够把电子与其他核粒子区别开来。这种新技术就是预簇射技术，它能够使欧洲粒子物理研究所的科学家做一系列的实验，以识别第三种轻粒子的最佳产生过程，以及寻找它的最佳方法。预簇射技术使得一种被称为J-粒子的新粒子的发现成为可能。J-粒子的发现非常重要，它是人们熟知的“11月革命”，因为它的发现发生在1974年11月。预簇射技术现在已经被用于所有实验，在这些实验中，你想选择“电子”并确定它不是由一个标准核粒子（介子）模拟的信号。
第三，飞逝时间与核反物质。狄拉克预测的反粒子如反电子、反质子、反中子等已经被发现，它们被称为核反物质。对于反物质的研究进展怎样呢 困难有两点：一是实验室中产生的反物质非常少；二是一旦产生了反物质，需要确定它的确具有正质量和恰当的性质。技术上的困难在于测量时间间隔，即飞逝时间（time of flight）。兹奇奇发明了一个简单的仪器——闪烁计数器，它的制造思路是：一旦反粒子产生，（光）信号穿行并到达检测器（四个光电管构成）所花费的时间，必须独立于撞击点，而且电子连接必须引导最小时间量程。这一新的实验仪器能够让兹奇奇测量同一反粒子通过两个检测器的时间间隔，检测结果的精度是前所未有的，达到一百兆秒 。这一发明导致兹奇奇发现了第一个核反粒子。
这三个例子说明：一个新想法的实现或者表征需要一项新技术的支持。新想法不能仅仅停留在大脑中，我们必须想方设法实现它或者表征它。实现或者表征是需要借助技术手段的。在当代科学研究中，新观念与新技术的结合已经成为一种不二选择。
四、结束语
创造对于一个民族或国家的生存和发展来说，无论怎样强调都不会过分。今日的中国要实现富民强国的“中国梦”，就更需要强调和注重创造。纯语言、纯逻辑和纯科学是我们经验世界的三个支柱，它们构成了创造的语境。在这个语境基底上，人类充分发挥想象和有目的的动机的内在心理作用，认识世界并改造世界。在语言、逻辑和科学的运用中，创造性既能够造福人类也能够祸害人类，这就要看人类自己的选择了。创造性在这些智力活动中的运用必须受到人类存在的超验价值的制约，这就是人类生存的终极关怀问题。我们只有把超验范围与经验范围紧密结合起来，才能运用语言、逻辑和科学这些工具认识并改造世界，也只有持正确的价值观才能很好地利用科学的创造性造福人类。
注 释：
①一种长寿K-介子。
②电子和介子叫做轻粒子，以便把它们的性质与夸克的性质区别开来。事实上，物质由夸克和轻粒子构成。
参考文献：
〔1〕Antonino Zichichi. Creativity in Science. Singapore： World Scientific publishing Co〔M〕.pte.Ltd. 1999.
